Большой датчик против большой апертуры [закрыто]

Как увеличение размера сенсора, так и увеличение размера диафрагмы (с точки зрения f-stop) улучшают характеристики при слабом освещении и уменьшают глубину резкости.

Учитывая, скажем, эквивалент полного кадра и уровень f / 1,8 при слабом освещении и глубине резкости, было бы лучше иметь датчик большего размера с меньшим числом f или датчик меньшего размера с большим числом f? (что было бы экономичнее, компактнее, резче и т.д.)

Я голосую за то, чтобы закрыть это как основанное на мнении. Существуют различные компромиссы, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки для различных ситуаций и предпочтений. Если бы это было не так, на рынке, естественно, не было бы никаких вариантов — только одно лучшее. Возможно, вы могли бы изменить формулировку, чтобы сосредоточиться на более объективном вопросе о том, какие ситуации предпочтительнее других.
За исключением технических моментов, увеличение размера сенсора требует меньшего увеличения, что увеличивает допустимый круг нерезкости, что увеличивает глубину резкости. Мы получаем представление об обратном эффекте, потому что больший сенсор требует объектива с более коротким фокусным расстоянием только для того, чтобы видеть тот же размер изображения, и только более короткое фокусное расстояние уменьшает глубину резкости. Но при прочих равных, более крупный датчик технически противоположен.
сравнивать одни и те же f-числа несправедливо, потому что камера большего размера автоматически получает большую апертуру и, следовательно, больше света. взять две камеры, отличающиеся только размером сенсора, но с одинаковой апертурой, может быть интереснее!
@szulat Пожалуйста, объясните, как большая камера «... автоматически получает большую диафрагму?»
@WayneF Я думаю, что это скорее идея о том, что нужно снимать ближе с одним и тем же фокусным расстоянием, чтобы получить такое же кадрирование, которое часто приводит к правильному предположению (в зависимости от всех переменных, которые обычно подразумеваются, а не явно), что Глубина резкости будет тоньше с тем же объективом при той же диафрагме на сенсоре большего размера.
Существует множество переменных, которые не указаны в вопросе, что делает невозможным дать осмысленный ответ. Является ли цель более DoF? Меньше глубины резкости? С очень коротким фокусным расстоянием? Или очень длиннофокусные? Съемка с одного и того же положения с одинаковым фокусным расстоянием? Или снимать с разных позиций, чтобы получился одинаковый кадр? При сравнении цены/размера/и т.д. линейку объективов какого производителя или какое крепление объектива мы рассматриваем? ВСЕ это влияет на ответ в той или иной степени. Я голосую за то, чтобы закрыть это, поскольку неясно, о чем вы спрашиваете.
@MichaelClark, учитывая то же поле зрения (мы хотим такое же изображение, верно?), нашей большой камере требуется большее фокусное расстояние, что при одинаковом f-stop также означает больше света и лучшее изображение. Но не обязательно из-за большего датчика — давайте заменим большой датчик на маленький + фокусный редуктор, и мы получим тот же лучший свет, объектив и геометрию (ГРИП), что и у большого парня. Не говоря уже о том, что Малый даст те же результаты, но, по крайней мере, он получит тот же материал для работы!
@szulat То же самое кадрирование с использованием большего сенсора также может быть выполнено с тем же объективом (с той же диафрагмой) и уменьшением расстояния съемки ...
@szulat Больший входной зрачок с большим фокусным расстоянием, проецируемый на больший датчик, имеет ту же плотность поля света.
Съемка ближе с большим датчиком может соответствовать полю зрения, но перспектива другая. Съемка с того же места с более длинным объективом дает то же поле зрения и ту же перспективу. Но, несмотря на это, датчик большего размера требует меньшего увеличения (для того же размера отпечатка), поэтому его глубина резкости вычисляется с большим допустимым кружком нерезкости, т. е. большая глубина резкости, фактически приписываемая большему датчику (CpC — это диагональ / 1500). . В отличие от меньшей глубины резкости из-за того, что вы стоите ближе или используете более длинный объектив (справедливо для любого датчика).
Дело в том, что не имеет значения глубина резкости, шум изображения и т. д., если вы правильно используете кроп-фактор. Маленький и большой датчики сделаны из одной и той же вафли, единственное, что меняется, это настройки камеры. Прочтите это: dpreview.com/articles/2666934640/… Или посмотрите это: youtube.com/watch?v=f5zN6NVx-hY&t=29s
Довольно грустно, что никто не понимает концепцию эквивалентной апертуры. Голосование за закрытие этого показывает, как мало людей (предположительно очень авторитетных) знают.

Ответы (2)

[Было] лучше иметь датчик большего размера с меньшим числом f или датчик меньшего размера с большим числом f?

Теоретически оба варианта эквивалентны во всех отношениях — производительность при слабом освещении, степень размытия фона, угол обзора и все остальное.

Во-первых, давайте уточним, что мы подразумеваем под размером диафрагмы. Абсолютный размер апертуры объектива — это диаметр отверстия в диафрагме объектива, например 30 мм. Относительный размер апертуры, или число f, определяется как фокусное расстояние объектива, деленное на абсолютный размер апертуры. Например, объектив 50 мм с апертурой 30 мм имеет число f 50÷30 = 1,667. Объектив обозначен как f/1,667, что имеет смысл, потому что если мы заменим фокусное расстояние 50 мм на f, то f/1,667 = 50 мм ÷ 1,667 = 30 мм, что точно соответствует размеру абсолютной апертуры.

Спойлер: получается, что если у вас есть два сенсора разного размера и два объектива с одинаковой абсолютной апертурой, но разными фокусными расстояниями для создания одинакового угла обзора на соответствующем сенсоре, то результирующее изображение будет одинаковым в каждом из них. путь.

Предположим, у нас есть полнокадровая матрица и объектив 64 мм с абсолютной апертурой 32 мм. Относительное отверстие объектива составляет f/2.0. Горизонтальное поле зрения составляет 31,4°. Скорость света, собираемого линзой (в единицу времени), определяется диаметром абсолютной апертуры. Неважно, какие компоненты или датчик находятся за объективом. Предполагая идеальный объектив с идеальной передачей, весь свет попадает на датчик.

Теперь предположим, что у нас есть 1,6-кратный кроп-сенсор APS-C и объектив 37,5 мм с абсолютной апертурой 32 мм. Относительное отверстие объектива составляет f/1,17. Горизонтальное поле зрения по-прежнему составляет 31,4° из-за нового короткого фокусного расстояния, которое мы выбрали. Но опять же, скорость света, собираемого объективом, контролируется физическим отверстием диафрагмы 32 мм. И при условии отсутствия потерь в оптике весь этот свет попадает на меньший сенсор.

В нашем примере, если и полнокадровый датчик, и датчик APS-C имеют одинаковое количество пикселей, то каждый пиксель будет получать одинаковое количество света — полнокадровый датчик 64 мм f/2.0 против 37,5 мм f/1,17 APS-C. .

Однако на практике возникают некоторые проблемы с использованием датчиков малого формата. Главная из них заключается в том, что малые f-числа (проще говоря, размер диафрагмы, приближающийся к фокусному расстоянию или превышающий его) становится все труднее производить — они дороги и требуют обширных оптических элементов для коррекции аберраций.

Иными словами, если объектив 50 мм f/4 предназначен для 4-кратного кроп-сенсора, то объектив 200 мм f/4 для полнокадрового сенсора можно изготовить, просто увеличив конструкцию без внутренних изменений. Но взять объектив 200 мм f/4, сохранить одинаковый абсолютный размер диафрагмы и изготовить объектив 50 мм f/1 невероятно сложно.

Еще одна проблема заключается в том, что даже если объектив идеален, маленькому сенсору может быть трудно принять фотографии с высокой плотностью. В нашем примере мы разработали ситуацию так, что независимо от размера сенсора общая световая энергия, выделяемая на сенсоре, оставалась постоянной. Если сенсор маленький, то на маленькие пиксели поступает много энергии, а значит у них должны быть очень "глубокие" лунки иначе они будут переливаться. Можно с уверенностью сказать, что проще спроектировать пиксели с большей площадью поверхности, чтобы принять такое же количество световой энергии.

В общем, есть инженерные причины, по которым большие сенсоры являются предпочтительным инструментом для сбора большего количества света и создания большего эффекта боке. Теперь вы знаете, почему.

У меня есть статья на эту тему на моем веб-сайте: https://www.nayuki.io/page/absolute-and-relative-lens-apertures .

Разве абсолютный размер диафрагмы не актуален только для простого тонкого объектива? Для любой составной линзы размер входного зрачка является знаменателем в расчете фокусного расстояния/диаметра, используемого для получения числа f.

Увеличение размера пикселя (точнее, размера лунки) уменьшит стохастический шум при низком уровне освещенности. Большой размер пикселя соответствует большему размеру сенсора, только если плотность пикселей остается постоянной. Уменьшение стохастического шума улучшает характеристики при слабом освещении.

Это не совсем то же самое, что большая апертура, потому что большая апертура увеличивает количество света, попадающего на сенсор. Большая апертура усиливает абсолютный сигнал за счет увеличения общего количества доступных фотонов.

Как правило, соотношение затрат и выгод, по-видимому, благоприятствует инвестициям в оптику, а не в датчик. Высококачественные камеры среднего формата не имеют датчиков 4x6, а телефоны с камерами имеют маленькие датчики с широкими (короткофокусными) линзами.

Большой датчик против большой апертуры [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v